ラマン－小角Ｘ線散乱同時測定によるイオン液体の二酸化炭素吸蔵機構の研究

• 研究課題/領域番号: 24550009
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 森田 剛 千葉大学, 融合科学研究科(研究院), 准教授 (80332633)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2012年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
• キーワード: イオン液体 / 小角X線散乱 / 二酸化炭素吸蔵 / ラマン散乱 / ゆらぎ / チタンセル / 時間分解測定 / 二酸化炭素

研究成果の概要

イミダゾリウム系イオン液体と二酸化炭素系におけるゆらぎ構造について、微視的、メソスケール、及び、巨視的領域での複合的な視点から解析を行った。新規にX線吸収法を用いて密度を評価した。密度の測定値から過剰モル体積を算出した。これらは、20MPaまでの圧力域で行い、かつ、高い分解能で行った。3種の領域に分類できることが分かり、これから、膨張と圧縮の様相についての知見を得た。特に、V-型の圧力依存性があることを初めて明らかとし、これは、イオン液体の構造変化と密接な関連性があることを見出した。
さらに、得られたラマン散乱測定の結果からは、二酸化炭素がイオン液体中では凝集していないことを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Absorption- and Pressure-Induced Structural Transition Exhibiting V-shaped Density Change in Imidazolium-based Ionic Liquid + CO2 System (2015)
  • 著者名/発表者名: Okumura, Shuhei; Ushio, Masayoshi; Oishi, Akina; Nishikawa, Keiko; Morita, Takeshi
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 未確定
  • NAID: 130005085155
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fusion growth of gold nanoparticles induced by the conformational change of a thermoresponsive polymer studied by distance distribution functions (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Morita, K. Kurihara, O. Yoshida, H. Imamura, Y. Hatakeyama, K. Nishikawa, N. Uehara
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry 巻: Vol.117, No.26 号: 26 ページ: 535-545
  • DOI: 10.1021/jp310906b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modulation of the intermolecular interaction of myoglobin by removal of the heme (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Imamura, T. Morita, T. Sumi, Y. Isogai, M. Kato and K. Nishikawa
  • 雑誌名: J. Synchrotron Radiation 巻: 20 号: 6 ページ: 919-922
  • DOI: 10.1107/s0909049513022772
  • 査読あり
• [雑誌論文] Determination of Missing Crystal Structures in the 1-Alkyl-3-methylimidazolium Hexafluorophosphate Series: Implications on Structure-Property Relationships (2013)
  • 著者名/発表者名: Takatsugu Endo, Hyuma Masu, Kozo Fujii, Takeshi Morita, Hiroko Seki, Sabyasachi Sen, Keiko Nishikawa
  • 雑誌名: Crystal Growth & Design 巻: 13 号: 12 ページ: 5383-5390
  • DOI: 10.1021/cg401293g
  • 査読あり
• [学会発表] 二酸化炭素吸蔵過程におけるイオン液体[Cnmim][NTf2](n=2,4,6,8)のゆらぎ構造の変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 奥村 脩平, 西川 惠子, 森田 剛
  • 学会等名: イオン液体討論会
  • 発表場所: 横浜シンポジア
  • 年月日: 2014-10-28 – 2014-10-29
• [学会発表] 二酸化炭素吸蔵過程におけるイオン液体[Cnmim][NTf2](n=2,4,6,8)の過剰体積変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 奥村脩平、西川惠子、森田剛
  • 学会等名: 分子科学討論会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2014-09-21 – 2014-09-24
• [学会発表] Structural Fluctuation of Imidazolium-based Ionic Liquids and Carbon Dioxide Mixtures (2013)
  • 著者名/発表者名: T.Morita, S. Okumura and K. Nishikawa
  • 学会等名: 5th International Congress on Ionic Liquids (COIL-5)
  • 発表場所: Algavre, Portugal
• [学会発表] イミダゾリウム系イオン液体(n=2,4,6,8)と二酸化炭素混合系のゆらぎ (2013)
  • 著者名/発表者名: 森田剛、奥村脩平、西川恵子
  • 学会等名: イオン液体討論会
  • 発表場所: 慶応義塾大学・日吉キャンパス
• [学会発表] 長鎖を持つイミダゾリウム系イオン液体と二酸化炭素混合系のゆらぎ (2012)
  • 著者名/発表者名: 森田 剛，牛尾将義，西川 恵子
  • 学会等名: 分子科学討論会
  • 発表場所: 東京